【課件】 ATP是細(xì)胞的能量通貨課件-2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

第2節(jié)細(xì)胞能量“貨幣”—ATP螢火蟲發(fā)光的奧秘（視頻）問題探討1、螢蟲發(fā)光的生物學(xué)意義是什么？2、螢火蟲體內(nèi)有特殊的發(fā)光物質(zhì)嗎？3、發(fā)光的過程有能量的轉(zhuǎn)換嗎？腹部后端細(xì)胞內(nèi)有熒光素。傳遞求偶信號，以便交尾繁衍后代。能量來源于什么物質(zhì)？實驗探究：什么物質(zhì)為螢火蟲尾部細(xì)胞發(fā)光直接提供能量？1、材料和試劑：現(xiàn)磨的螢火蟲發(fā)光器粉末(含熒光素和熒光素酶)、蒸餾水、脂肪組織樣液、葡萄糖溶液、ATP溶液。2、用具：試管、滴管、量筒。3、實驗原理：螢火蟲發(fā)光器實驗本實驗的自變量是什么？為什么要等到熒光消失后再加入待測的能源物質(zhì)？自變量：因變量：無關(guān)變量：添加的物質(zhì)是否發(fā)光溫度等使細(xì)胞內(nèi)儲存的能源物質(zhì)消耗殆盡，排除自身能量的干擾。ADCB暗處理15分鐘２ｍL蒸餾水２ｍL葡萄糖溶液２ｍL脂肪溶液２ｍLATP溶液２ｍLATP溶液螢火蟲發(fā)光器實驗實驗結(jié)果說明什么？ATP為螢火蟲尾部細(xì)胞發(fā)光直接提供能量ATP的功能：ADCB暗處理15分鐘２ｍL蒸餾水２ｍL葡萄糖溶液２ｍL脂肪溶液２ｍLATP溶液２ｍLATP溶液驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)

自主學(xué)習(xí)1：

閱讀課本第86頁第三段和左側(cè)“相關(guān)信息”，回答下列問題：

問題2：ATP具有什么結(jié)構(gòu)？1.ATP的元素組成有哪些？2.

ATP的中文名稱？3.如何簡化ATP的結(jié)構(gòu)？其中A、T、P分別代表什么含義？4.為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？

腺苷（A）二、ATP的結(jié)構(gòu)1、中文名稱:2、元素組成:腺苷三磷酸C、H、O、N、P3、結(jié)構(gòu)組成:1分子腺嘌呤1分子核糖3分子磷酸基團(tuán)腺苷（A）二、ATP的結(jié)構(gòu)4、結(jié)構(gòu)簡式:A－P～P～PA:腺苷P:磷酸基團(tuán)-:普通的化學(xué)鍵～:特殊化學(xué)鍵二、ATP的結(jié)構(gòu)腺苷（A）AMP腺苷一磷酸ADP腺苷二磷酸ATP腺苷三磷酸AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)，RNA的基本單位之一

腺嘌呤核糖PPP~~用α、β和γ表示ATP上三個磷酸基團(tuán)所處的位置

即：A－Pα～Pβ～Pγ

現(xiàn)有甲、乙、丙三組ATP溶液甲組：用32P標(biāo)記ATP的α位的磷酸基團(tuán)，即：A－Pα～Pβ

～Pγ乙組：用32P標(biāo)記ATP的β位的磷酸基團(tuán)，即：A－Pα～Pβ

～Pγ

丙組：用32P標(biāo)記ATP的γ位的磷酸基團(tuán)，即：A－Pα～Pβ～Pγ然后分別加入等量的ATP水解酶，短時間后迅速分離溶液中游離的磷酸基團(tuán)實驗結(jié)果：結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有丙組中游離的磷酸基團(tuán)帶有放射性?！举Y料】思考：從上述資料來看，ATP中哪根化學(xué)鍵最不穩(wěn)定？為什么說ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物？1molATP水解時釋放的能量高達(dá)30.54kJ;水解時釋放能量在20.92kJ/mol以上的化合物叫作高能化合物遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵最不穩(wěn)定，容易斷裂ATP消耗量大ATP含量很少矛盾每個細(xì)胞每秒鐘可合成約1000萬個ATP且同時有等量ATP被水解1研究顯示，一個成年人一天在靜止?fàn)顟B(tài)下所消耗的ATP約有40kg；在劇烈運動的狀態(tài)下，每分鐘約有0.5kg的ATP轉(zhuǎn)化成ADP。成人體內(nèi)ATP總量約2~10mg，人體安靜狀態(tài)下，肌肉內(nèi)ATP含量只能供肌肉收縮1~2s。

23資料分析ATP合成

和水解都非常

迅速三、ATP的特點1．從該資料可看出生物體內(nèi)ATP有什么特點？消耗大，含量低，不能長時間儲存。2．ATP會不會出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況？不會。ATP和ADP可以時刻不停地發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。四、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化ATPADP+Pi+能量ATP水解酶ATP合成酶酶酶A-P~P~P(ATP)A-P~P(ADP)加Pi、能量脫去Pi、釋放能量來源？去路？儲存在高能磷酸鍵中呼吸、光合、化能合成作用用于各項生命活動ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性一個ATP的勵志演說（視頻）四、ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)式ATP→ADP＋Pi＋能量ADP＋Pi＋能量→ATP物質(zhì)變化

能量變化能量來源場所特點酶1酶2ATP水解吸收能量ATP合成釋放能量特殊化學(xué)鍵的斷裂光合、呼吸等時刻不停地發(fā)生，并且處于動態(tài)平衡之中生物體的需能部位細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體【思考】ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是可逆反應(yīng)嗎？不是（酶種類不同、發(fā)生場所不同，能量來源去向不同）物質(zhì)可逆，能量不可逆。大腦思考（電能）肌肉收縮（機械能）物質(zhì)的合成（化學(xué)能）生物放電（電能）生物發(fā)光（電能）主動運輸（滲透能）1.ATP的利用舉例五、ATP的利用2.ATP為主動運輸供能Ca2+ATPCa2+ADPCa2+ADP以主動運輸為例分析ATP供能過程1.膜內(nèi)Ca2+

與相應(yīng)位點結(jié)合，酶活性被激活。2.酶的作用下，末端磷酸基團(tuán)脫離,與載體蛋白結(jié)合(載體蛋白磷酸化)3.空間結(jié)構(gòu)改變，使Ca2+的結(jié)合位點轉(zhuǎn)向膜外側(cè)，將Ca2+釋放到膜外。ATP水解釋放的磷酸基團(tuán)使蛋白質(zhì)等分子磷酸化，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，活性也被改變，因而可以參與各種化學(xué)反應(yīng)。放能反應(yīng)葡萄糖、脂肪等合成水解ATPADP能量能量放能反應(yīng)與

反應(yīng)聯(lián)系，釋放的能量儲存在

中；吸能反應(yīng)與

聯(lián)系，需要吸收的能量由

提供；能量通過ATP在吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)之間流通，ATP水解ATP合成ATPATP水解（各項生命活動）吸能反應(yīng)ATP比喻成細(xì)胞內(nèi)流通的能量“貨幣”生物體能源物質(zhì)生物體主要能源物質(zhì)生物體內(nèi)重要儲能物質(zhì)動物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)植物細(xì)胞內(nèi)的儲能物質(zhì)直接能源物質(zhì)最終能源來源ATP糖類脂肪糖原淀粉太陽能糖類、脂肪、蛋白質(zhì)不同化合物中“A”的辨析：化合物結(jié)構(gòu)簡式“A”含義共同點ATP DNA RNA 核苷酸

腺苷(由腺嘌呤和核糖組成)腺嘌呤脫氧核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸腺嘌呤都含腺嘌呤課堂習(xí)題7.有關(guān)DNA分子的研究常用32P標(biāo)記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團(tuán)所處的位置（A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα

～Pβ

～Pγ）。回答下列問題：

（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。如果要用該酶把32P標(biāo)記到DNA末端上，那么帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在ATP的

（填“α”“β”或“γ”）位上。（2）若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料，將32P標(biāo)記到新合成的DNA分子上，則帶有32P的磷酸基團(tuán)應(yīng)在dATP的

（填“α”“β”或“γ”）位上。γα判斷正誤(1)ATP是細(xì)胞內(nèi)主要的能源物質(zhì)(

)(2)ATP由1個腺嘌呤和3個磷酸基團(tuán)構(gòu)成(

)(3)ATP是高能磷酸化合物，含3個特殊化學(xué)鍵，其中末端的磷酸基團(tuán)具有較高的轉(zhuǎn)移勢能(

)×××(4)吸能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，放能反應(yīng)伴隨著ATP的水解(

)(5)人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP的含量難以達(dá)到動態(tài)平衡(

)(6)載體蛋白磷酸化不會使其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(

)×××拓展應(yīng)用1.就細(xì)胞中的吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)各舉出一個實例，并說明這些實例分別與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化有什么關(guān)系。吸能反應(yīng),如葡萄糖和果糖合成蔗糖的反應(yīng)需要消耗能量,是吸能反應(yīng),這一反應(yīng)所需要的能量是由ATP水解為ADP時釋放能量來提供的。放能反應(yīng),如丙酮酸的氧化分解能夠釋放能量,是放能反應(yīng)。這一反應(yīng)所釋放的能量除以熱能形式散失外,還用于ADP轉(zhuǎn)化為ATP的反應(yīng),儲存在ATP中。2.同樣是能源物質(zhì)，ATP與葡萄糖具有不同的特點。請你概括出ATP具有哪些特點。在儲存能量方面,ATP同葡萄糖相比具有以下兩個特點，一是ATP分子中含有的化學(xué)能比較少,一分子ATP轉(zhuǎn)化為ADP時釋放的化學(xué)能?約只是一分?子葡萄糖的1/94;二是AT